中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范GB 50010-2002 5
第8章 正常使用极限状态验算
8.1 裂缝控制验算
第8.1.1条 钢筋混凝土和预应力混凝土构件,应根据本规范第3.3.4条的规定,按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值,并按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算: 1一级--严格要求不出现裂缝的构件 在荷载效应的标准组合下应符合下列规定: σck-σpc≤0 (8.1.1-1) 2二级--一般要求不出现裂缝的构件 在荷载效应的标准组合下应符合下列规定: σck-σpc≤ftk (8.1.1-2) 在荷载效应的准永久组合下宜符合下列规定: σcq-σpc≤0 (8.1.1-3) 3三级--允许出现裂缝的构件 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度,应符合下列规定; ωmax≤ω1im (8.1.1-4) 式中 σck、σcq--荷载效应的标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力; σpc--扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力,按本规范公式(6.1.5-1)或公式(6.1.5-4)计算; ftk--混凝土轴心抗拉强度标准值,按本规范表4.1.3采用; ωmax--按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度,按本规范第8.1.2条计算; ω1im--最大裂缝宽度限值,按本规范第3.3.4条采用。 注:对受弯和大偏心受压的预应力混凝土构件,其预拉区在施工阶段出现裂缝的区段,公式(8.1.1-1)至公式(8.1.1-3)中的σpc应乘以系数0.9。
第8.1.2条 在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中,按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按下列公式计算:
(8.1.2-1)
(8.1.2-2)
deq=Σnid2i/Σnividi
(8.1.2-3)
(8.1.2-4)
式中
αcr--构件受力特征系数,按表8.1.2-1采用;
ψ--裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数:当ψ<0.2时,取ψ=0.2;当ψ>1时,取ψ=1;对直接承受重复荷载的构件,取ψ=1;
σsk--按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力,按本规范第8.1.3条计算;
Es--钢筋弹性模量,按本规范表4.2.4采用;
c--最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm):当c<20时,取c=20;当c>65时,取c=65;
ρte--按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率;在最大裂缝宽度计算中,当ρte<0.01时,取ρte=0.01;
Ate--有效受拉混凝土截面面积:对轴心受拉构件,取构件截面面积;对受弯、偏心受压和偏心受拉构件,取Ate=0.5bh+(bf-b)hf,此处,bf、hf为受拉翼缘的宽度、高度;
As--受拉区纵向非预应力钢筋截面面积;
Ap--受拉区纵向预应力钢筋截面面积;
deq--受拉区纵向钢筋的等效直径(mm);
di--受拉区第i种纵向钢筋的公称直径(mm);
ni--受拉区第i种纵向钢筋的根数;
vi--受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数,按表8.1.2-2采用。
注:1对承受吊车荷载但不需作疲劳验算的受弯构件,可将计算求得的最大裂缝宽度乘以系数0.85;
2对e0/h0≤0.55的偏心受压构件,可不验算裂缝宽度。
构件受力特征系数
表8.1.2-1 类型 αcr 钢筋混凝土构件 预应力混凝土构件 受弯、偏心受压 2.1 1.7 偏心受拉 2.4 - 轴心受拉 2.7 2.2 钢筋的相对粘结特性系数 表8.1.2-2 钢筋类别 非预应力钢筋 先张法预应力钢筋 后张法预应力钢筋 光面钢筋 带肋钢筋 带肋钢筋 螺旋肋钢丝刻痕钢丝、钢绞线 带肋钢筋 钢绞线 光面钢丝 vi 0.7 1.0 1.0 0.8 0.6 0.8 0.5 0.4 注: 对环氧树脂涂层带肋钢筋,其相对粘结特性系数应按表中系数的0.8倍取用。
第8.1.3条 在荷载效应的标准组合下,钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力或预应力混凝土构件受拉区纵向钢筋的等效应力可按下列公式计算: 1钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力 1)轴心受拉构件 σsk=Nk/As (8.1.3-1) 2)偏心受拉构件 σsk=Nke'/As(h0-a's) (8.1.3-2) 3)受弯构件 σsk=Mk/0.87h0As (8.1.3-3) 4)偏心受压构件 σsk=Nk(e-z)/Asz (8.1.3-4) z=[0.87-0.12(1-r'f)(h0/e)2]h0 (8.1.3-5) e=ηse0+ys (8.1.3-6) γ'f=(b'f-b)h'f/bh0 (8.1.3-7)
(8.1.3-8)
式中
As--受拉区纵向钢筋截面面积:对轴心受拉构件,取全部纵向钢筋截面面积;对偏心受拉构件,取受拉较大边的纵向钢筋截面面积;对受弯、偏心受压构件,取受拉区纵向钢筋截面面积;
e'--轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵向钢筋合力点的距离;
e--轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离;
z--纵向受拉钢筋合力点至截面受压区合力点的距离,且不大于0.87h0;
ηs--使用阶段的轴向压力偏心距增大系数,当l0/h≤14时,取ηs=1.0;
ys--截面重心至纵向受拉钢筋合力点的距离;
γ'f--受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值;
b'f、h'f--受压区翼缘的宽度、高度;在公式(8.1.3-7)中,当h'f>0.2h0时,取h'f=0.2h0;
Nk、Mk--按荷载效应的标准组合计算的轴向力值、弯矩值。
2预应力混凝土构件受拉区纵向钢筋的等效应力
1)轴心受拉构件
(8.1.3-9)
2)受弯构件
(8.1.3-10)
(8.1.3-11)
式中
Ap--受拉区纵向预应力钢筋截面面积:对轴心受拉构件,取全部纵向预应力钢筋截面面积;对受弯构件,取受拉区纵向预应力钢筋截面面积;
z--受拉区纵向非预应力钢筋和预应力钢筋合力点至截面受压区合力点的距离,按公式(8.1.3-5)计算,其中e按公式(8.1.3-11)计算;
ep--混凝土法向预应力等于零时全部纵向预应力和非预应力钢筋的合力Np0的作用点至受拉区纵向预应力和非预应力钢筋合力点的距离;
M2--后张法预应力混凝土超静定结构构件中的次弯矩,按本规范第6.1.7条的规定确定。
注:在公式(8.1.3-10)、(8.1.3-11)中,当M2与Mk的作用方向相同时,取加号;当M2与Mk的作用方向相反时,取减号。
第8.1.4条 在荷载效应的标准组合和准永久组合下,抗裂验算边缘混凝土的法向应力应按下列公式计算: 1轴心受拉构件 σck=Nk/A0 (8.1.4-1) σcq=Nq/A0 (8.1.4-2) 2受弯构件 σck=Mk/W0 (8.1.4-3) σcq=Mq/W0 (8.1.4-4) 3偏心受拉和偏心受压构件 σck=Mk/W0±Nk/A0 (8.1.4-5) σcq=Mq/W0±Nq/A0 (8.1.4-6) 式中 Nq、Mq--按荷载效应的准永久组合计算的轴向力值、弯矩值; A0--构件换算截面面积; W0--构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩。 注:在公式(8.1.4-5)、(8.1.4-6)中右边项,当轴向力为拉力时取加号,为压力时取减号。
第8.1.5条 预应力混凝土受弯构件应分别对截面上的混凝土主拉应力和主压应力进行验算: 1混凝土主拉应力 1)一级--严格要求不出现裂缝的构件,应符合下列规定: σtp≤0.85ftk (8.1.5-1) 2)二级--一般要求不出现裂缝的构件,应符合下列规定: σtp≤0.95ftk (8.1.5-2) 2混凝土主压应力 对严格要求和一般要求不出现裂缝的构件,均应符合下列规定: σcp≤0.6fck (8.1.5-3) 式中 σtp、σcp--混凝土的主拉应力、主压应力,按本规范第8.1.6条确定。 此时,应选择跨度内不利位置的截面,对该截面的换算截面重心处和截面宽度剧烈改变处进行验算。 注:对允许出现裂缝的吊车梁,在静力计算中应符合公式(8.1.5-2)和公式(8.1.5-3)的规定。
第8.1.6条 混凝土主拉应力和主压应力应按下列公式计算: (8.1.6-1)
σx=σpc+Mky0/I0
(8.1.6-2) τ=(Vk-ΣσpeApbsinαp)S0/I0b (8.1.6-3) 式中 σx--由预加力和弯矩值Mk在计算纤维处产生的混凝土法向应力; σy--由集中荷载标准值Fk产生的混凝土竖向压应力; τ--由剪力值Vk和预应力弯起钢筋的预加力在计算纤维处产生的混凝土剪应力;当计算截面上有扭矩作用时,尚应计入扭矩引起的剪应力;对后张法预应力混凝土超静定结构构件,在计算剪应力时,尚应计入预加力引起的次剪力; σpc--扣除全部预应力损失后,在计算纤维处由预加力产生的混凝土法向应力,按本规范公式(6.1.5-1)或(6.1.5-4)计算; y0--换算截面重心至计算纤维处的距离; I0--换算截面惯性矩; Vk--按荷载效应的标准组合计算的剪力值; S0--计算纤维以上部分的换算截面面积对构件换算截面重心的面积矩; σpe--预应力弯起钢筋的有效预应力; Apb--计算截面上同一弯起平面内的预应力弯起钢筋的截面面积; αp--计算截面上预应力弯起钢筋的切线与构件纵向轴线的夹角。 注:公式(8.1.6-1)、(8.1.6-2)中的σx、σy、σpc和Mky0/I0,当为拉应力时,以正值代入;当为压应力时,以负值代入;
第8.1.7条 对预应力混凝土吊车梁,在集中力作用点两侧各0.6h的长度范围内,由集中荷载标准值Fk产生的混凝土竖向压应力和剪应力的简化分布,可按图8.1.7确定,其应力的最大值可按下列公式计算: σy,max=0.6Fk/bh (8.1.7-1) τF=(τl-τr)/2 (8.1.7-2) τl=VlkS0/I0b (8.1.7-3) τr=VrkS0/I0b (8.1.7-4) 式中 τl、τr--位于集中荷载标准值Fk作用点左侧、右侧0.6h处截面上的剪应力; τF--集中荷载标准值Fk作用截面上的剪应力; Vlk、Vrk--集中荷载标准值Fk作用点左侧、右侧截面上的剪力标准值。
第8.1.8条 对先张法预应力混凝土构件端部进行正截面、斜截面抗裂验算时,应考虑预应力钢筋在其预应力传递长度1tr范围内实际应力值的变化。预应力钢筋的实际应力按线性规律增大,在构件端部取为零,在其预应力传递长度的末端取有效预应力值σpe(图8.1.8),预应力钢筋的预应力传递长度1tr应按本规范第6.1.9条确定。
8.2 受弯构件挠度验算
第8.2.1条 钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件在正常使用极限状态下的挠度,可根据构件的刚度用结构力学方法计算。 在等截面构件中,可假定各同号弯矩区段内的刚度相等,并取用该区段内最大弯矩处的刚度。当计算跨度内的支座截面刚度不大于跨中截面刚度的两倍或不小于跨中截面刚度的二分之一时,该跨也可按等刚度构件进行计算,其构件刚度可取跨中最大弯矩截面的刚度。 受弯构件的挠度应按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响的刚度B进行计算,所求得的挠度计算值不应超过本规范表3.3.2规定的限值。
第8.2.2条 矩形、T形、倒T形和I形截面受弯构件的刚度B,可按下列公式计算: (8.2.2)
式中
Mk--按荷载效应的标准组合计算的弯矩,取计算区段内的最大弯矩值;
Mq--按荷载效应的准永久组合计算的弯矩,取计算区段内的最大弯矩值;
Bs--荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度,按本规范第8.2.3条的公式计算;
θ--考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数,按本规范第8.2.5条取用。
第8.2.3条 在荷载效应的标准组合作用下,受弯构件的短期刚度Bs可按下列公式计算: 1钢筋混凝土受弯构件 (8.2.3-1)
2预应力混凝土受弯构件
1)要求不出现裂缝的构件
Bs=0.85EcI0
(8.2.3-2) 2)允许出现裂缝的构件 (8.2.3-3)
kcr=Mcr/Mk
(8.2.3-4) ω=(1.0+0.21/αEρ)(1+0.45γf)-0.7 (8.2.3-5) Mcr=(σpc+γftk)W0 (8.2.3-6) γf=(bf-b)hf/bh0 (8.2.3-7) 式中 ψ--裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,按本规范第8.1.2条确定; αE--钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值:αE=Es/Ec; ρ--纵向受拉钢筋配筋率:对钢筋混凝土受弯构件,取ρ=As/(bh0);对预应力混凝土受弯构件,取ρ=(Ap+As)/(bh0); I0--换算截面惯性矩; γf--受拉翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值; bf、hf--受拉区翼缘的宽度、高度; Kcr--预应力混凝土受弯构件正截面的开裂弯矩Mcr与弯矩Mk的比值,当kcr>1.0时,取kcr=1.0; σpc--扣除全部预应力损失后,由预加力在抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力; γ--混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数,按本规范第8.2.4条确定。 注:对预压时预拉区出现裂缝的构件,Bs应降低10%.
第8.2.4条 混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数γ可按下列公式计算: γ=(0.7+120/h)γm (8.2.4) 式中 γm--混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数基本值,可按正截面应变保持平面的假定,并取受拉区混凝土应力图形为梯形、受拉边缘混凝土极限拉应变为2ftk/Ec确定;对常用的截面形状,γm值可按表8.2.4取用; h--截面高度(mm):当h<400时,取h=400;当h>1600时,取h=1600;对圆形、环形截面,取h=2r,此处,r为圆形截面半径或环形截面的外环半径。 截面抵抗矩塑性影响系数基本值γm 表8.2.4 项次 1 2 3 4 5 截面形状 矩形截面 翼缘位于受压区的T形截面 对称I形截面或箱形截面 翼缘位于受拉区的倒T形截面 圆形和环形截面 bf/b≤2、hf/h为任意值 bf/b>2、hf/h<0.2 bf/b≤2、hf/h为任意值 bf/b>2、hf/h<0.2 γm 1.55 1.50 1.45 1.35 1.50 1.40 1.6-0.24r1/r 注: 1对b'f>bf的I形截面,可按项次2与项次3之间的数值采用;对b'f<bf的I形截面,可按项次3与项次4之间的数值采用; 2对于箱形截面,b系指各肋宽度的总和; 3r1为环形截面的内环半径,对圆形截面取r1为零。
第8.2.5条 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数θ可按下列规定取用: 1钢筋混凝土受弯构件 当ρ'=0时,取θ=2.0;当ρ'=ρ时,取θ=1.6;当ρ'为中间数值时,θ按线性内插法取用。此处,ρ'=A's/(bh0),ρ=As/(bh0). 对翼缘位于受拉区的倒T形截面,θ应增加20%. 2预应力混凝土受弯构件,取θ=2.0。
第8.2.6条 预应力混凝土受弯构件在使用阶段的预加力反拱值,可用结构力学方法按刚度EcI0进行计算,并应考虑预压应力长期作用的影响,将计算求得的预加力反拱值乘以增大系数2.0;在计算中,预应力钢筋的应力应扣除全部预应力损失。 注:1对重要的或特殊的预应力混凝土受弯构件的长期反拱值,可根据专门的试验分析确定或采用合理的收缩、徐变计算方法经分析确定; 2对恒载较小的构件,应考虑反拱过大对使用的不利影响。
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第9章 构造规定
9.1 伸缩缝
第9.1.1条 钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距宜符合表9.1.1的规定。 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m) 表9.1.1 结构类别 室内或土中 露天 排架结构 装配式 100 70 框架结构 装配式 75 50 现浇式 55 35 剪力墙结构 装配式 65 40 现浇式 45 30 挡土墙、地下室墙壁等类结构 装配式 40 30 现浇式 30 20 注: 1装配整体式结构房屋的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用; 2框架-剪力墙结构或框架-核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值; 3当屋面无保温或隔热措施时,框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用; 4现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于12m.
第9.1.2条 对下列情况,本规范表9.1.1中的伸缩缝最大间距宜适当减小: 1柱高(从基础顶面算起)低于8m的排架结构; 2屋面无保温或隔热措施的排架结构; 3位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构; 4采用滑模类施工工艺的剪力墙结构; 5材料收缩较大、室内结构因施工外露时间较长等。
第9.1.3条 对下列情况,如有充分依据和可靠措施,本规范表9.1.1中的伸缩缝最大间距可适当增大: 1混凝土浇筑采用后浇带分段施工; 2采用专门的预加应力措施; 3采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施。 当增大伸缩缝间距时,尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
第9.1.4条 具有独立基础的排架、框架结构,当设置伸缩缝时,其双柱基础可不断开。
9.2 混凝土保护层
第9.2.1条 纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋,其混凝土保护层厚度(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋的公称直径,且应符合表9.2.1的规定。 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm) 表9.2.1 环境类别 板、墙、壳 梁 柱 ≤C20 C25-C45 ≥C50 ≤C20 C25-C45 ≥C50 ≤C20 C25-C45 ≥C50 一 20 15 15 30 25 25 30 30 30 二 a - 20 20 - 30 30 - 30 30 b - 25 20 - 35 30 - 35 30 三 - 30 25 - 40 35 - 40 35 注: 基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm.
第9.2.2条 处于一类环境且由工厂生产的预制构件,当混凝土强度等级不低于C20时,其保护层厚度可按本规范表9.2.1中规定减少5mm,但预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm;处于二类环境且由工厂生产的预制构件,当表面采取有效保护措施时,保护层厚度可按本规范表9.2.1中一类环境数值取用。 预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度不应小于10mm;预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应按梁的数值取用。
第9.2.3条 板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于本规范表9.2.1中相应数值减10mm,且不应小于10mm;梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm.
第9.2.4条 当梁、柱中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度大于40mm时,应对保护层采取有效的防裂构造措施。 处于二、三类环境中的悬臂板,其上表面应采取有效的保护措施。
第9.2.5条 对有防火要求的建筑物,其混凝土保护层厚度尚应符合国家现行有关标准的要求。 处于四、五类环境中的建筑物,其混凝土保护层厚度尚应符合国家现行有关标准的要求。
9.3 钢筋的锚固
第9.3.1条 当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,受拉钢筋的锚固长度应按下列公式计算: 普通钢筋 la=αfyd/ft (9.3.1-1) 预应力钢筋 la=αfpyd/ft (9.3.1-2) 式中 la--受拉钢筋的锚固长度; fy、fpy--普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值,按本规范表4.2.3-1、4.2.3-2采用; ft--混凝土轴心抗拉强度设计值,按本规范表4.1.4采用;当混凝土强度等级高于C40时,按C40取值; d--钢筋的公称直径; α--钢筋的外形系数,按表9.3.1取用。 钢筋的外形系数 表9.3.1 钢筋类型 光面钢筋 带肋钢筋 刻痕钢丝 螺旋肋钢丝 三股钢绞线 七股钢绞线 α 0.16 0.14 0.19 0.13 0.16 0.17 注: 光面钢筋指HPB235级钢筋,其末端应做180°弯钩,弯后平直段长度不应小于3d,但作受压钢筋时可不做弯钩;带肋钢筋系指HRB335级、HRB400级钢筋及RRB400级余热处理钢筋。 当符合下列条件时,计算的锚固长度应进行修正: , 1当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋的直径大于25mm时,其锚固长度应乘以修正系数1.1; 2HRB335、HRB400和RRB400级的环氧树脂涂层钢筋,其锚固长度应乘以修正系数1.25; 3当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动(如滑模施工)时,其锚固长度应乘以修正系数1.1; 4当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径3倍且配有箍筋时,其锚固长度可乘以修正系数0.8; 5除构造需要的锚固长度外,当纵向受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时,如有充分依据和可靠措施,其锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积的比值。但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件,不得采用此项修正。 6当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时,先张法预应力钢筋的锚固长度应从距构件末端0.25ltr处开始计算,此处ltr为预应力传递长度,按本规范第6.1.9条确定。 经上述修正后的锚固长度不应小于按公式(9.3.1-1)、(9.3.1-2)计算锚固长度的0.7倍,且不应小于250mm.
第9.3.2条 当HRB335级、HRB400级和RRB400级纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时,包括附加锚固端头在内的锚固长度可取为按本规范公式(9.3.1-1)计算的锚固长度的0.7倍。 机械锚固的形式及构造要求宜按图9.3.2采用。 采用机械锚固措施时,锚固长度范围内的箍筋不应少于3个,其直径不应小于纵向钢筋直径的0.25倍,其间距不应大于纵向钢筋直径的5倍。当纵向钢筋的混凝土保护层厚度不小于钢筋公称直径的5倍时,可不配置上述箍筋。
第9.3.3条 当计算中充分利用纵向钢筋的抗压强度时,其锚固长度不应小于本规范第9.3.1条规定的受拉锚固长度的0.7倍。
第9.3.4条 对承受重复荷载的预制构件,应将纵向非预应力受拉钢筋末端焊接在钢板或角钢上,钢板或角钢应可靠地锚固在混凝土中。钢板或角钢的尺寸应按计算确定,其厚度不宜小于10mm。
9.4 钢筋的连接
第9.4.1条 钢筋的连接可分为两类:绑扎搭接;机械连接或焊接。机械连接接头和焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。 受力钢筋的接头宜设置在受力较小处。在同一根钢筋上宜少设接头。
第9.4.2条 轴心受拉及小偏心受拉杆件(如桁架和拱的拉杆)的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。 当受拉钢筋的直径d>28mm及受压钢筋的直径d>32mm时,不宜采用绑扎搭接接头。
第9.4.3条 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。 钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度,凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值(图9.4.3)。
位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率:对梁类、板类及墙类构件,不宜大于25%;对柱类构件,不宜大于50%。当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时,对梁类构件,不应大于50%;对板类、墙类及柱类构件,可根据实际情况放宽。
纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算:
ll=ζla (9.4.3) 式中 ll--纵向受拉钢筋的搭接长度; la--纵向受拉钢筋的锚固长度,按本规范第9.3.1条确定; ζ--纵向受拉钢筋搭接长度修正系数,按表9.4.3取用。 在任何情况下,纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度均不应小于300mm。 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数 表9.4.3 纵向钢筋搭接接头面积百分率(%) ≤25 50 100 ζ 1.2 1.4 1.6
第9.4.4条 构件中的纵向受压钢筋,当采用搭接连接时,其受压搭接长度不应小于本规范第9.4.3条纵向受拉钢筋搭接长度的0.7倍,且在任何情况下不应小于200mm.
第9.4.5条 在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋,其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。当钢筋受拉时,箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100mm;当钢筋受压时,箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于200mm。当受压钢筋直径d>25mm时,尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋。
第9.4.6条 纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接接头连接区段的长度为35d(d为纵向受力钢筋的较大直径),凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。 在受力较大处设置机械连接接头时,位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%。纵向受压钢筋的接头面积百分率可不受限制。
第9.4.7条 直接承受动力荷载的结构构件中的机械连接接头,除应满足设计要求的抗疲劳性能外,位于同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50%。
第9.4.8条 机械连接接头连接件的混凝土保护层厚度宜满足纵向受力钢筋最小保护层厚度的要求。连接件之间的横向净间距不宜小于25mm。
第9.4.9条 纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。钢筋焊接接头连接区段的长度为35d(d为纵向受力钢筋的较大直径)且不小于500mm,凡接头中点位于该连接区段长度内的焊接接头均属于同一连接区段。 位于同一连接区段内纵向受力钢筋的焊接接头面积百分率,对纵向受拉钢筋接头,不应大于50%。纵向受压钢筋的接头面积百分率可不受限制。 注;1装配式构件连接处的纵向受力钢筋焊接接头可不受以上限制; 2承受均布荷载作用的屋面板、楼板、檩条等简支受弯构件,如在受拉区内配置的纵向受力钢筋少于3根时,可在跨度两端各四分之一跨度范围内设置一个焊接接头。
第9.4.10条 需进行疲劳验算的构件,其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头,也不宜采用焊接接头,且严禁在钢筋上焊有任何附件(端部锚固除外)。 当直接承受吊车荷载的钢筋混凝土吊车梁、屋面梁及屋架下弦的纵向受拉钢筋必须采用焊接接头时,应符合下列规定: 1必须采用闪光接触对焊,并去掉接头的毛刺及卷边; 2同一连接区段内纵向受拉钢筋焊接接头面积百分率不应大于25%,此时,焊接接头连接区段的长度应取为45d(d为纵向受力钢筋的较大直径); 3疲劳验算时,应按本规范第4.2.5条的规定,对焊接接头处的疲劳应力幅限值进行折减。
9.5 纵向受力钢筋的最小配筋率
第9.5.1条 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表9.5.1规定的数值。 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%) 表9.5.1 受力类型 最小配筋百分率 受压构件 全部纵向钢筋 0.6 一侧纵向钢筋 0.2 受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋 0.2和45ft/fy中的较大值 注: 1受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级、RRB400级钢筋时,应按表中规定减小0.1;当混凝土强度等级为C60及以上时,应按表中规定增大0.1; 2偏心受拉构件中的受压钢筋,应按受压构件一侧纵向钢筋考虑; 3受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算;受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积(b'f-b)h'f后的截面面积计算; 4当钢筋沿构件截面周边布置时,"一侧纵向钢筋"系指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。
第9.5.2条 对卧置于地基上的混凝土板,板中受拉钢筋的最小配筋率可适当降低,但不应小于0.15%。
第9.5.3条 预应力混凝土受弯构件中的纵向受拉钢筋配筋率应符合下列要求: Mu≥Mcr (9.5.3) 式中 Mu--构件的正截面受弯承载力设计值,按本规范公式(7.2.1-1)、(7.2.2-2)或公式(7.2.5)计算,但应取等号,并将M以Mu代替; Mcr--构件的正截面开裂弯矩值,按本规范公式(8.2.3-6)计算。
9.6 预应力混凝土构件的构造规定
第9.6.1条 当先张法预应力钢丝按单根方式配筋困难时,可采用相同直径钢丝并筋的配筋方式。并筋的等效直径,对双并筋应取为单筋直径的1.4倍,对三并筋应取为单筋直径的1.7倍。 并筋的保护层厚度、锚固长度、预应力传递长度及正常使用极限状态验算均应按等效直径考虑。 注:当预应力钢绞线、热处理钢筋采用并筋方式时,应有可靠的构造措施。
第9.6.2条 先张法预应力钢筋之间的净间距应根据浇筑混凝土、施加预应力及钢筋锚固等要求确定。预应力钢筋之间的净间距不应小于其公称直径或等效直径的1.5倍,且应符合下列规定:对热处理钢筋及钢丝,不应小于15mm;对三股钢绞线,不应小于20mm;对七股钢绞线,不应小于25mm。
第9.6.3条 对先张法预应力混凝土构件,预应力钢筋端部周围的混凝土应采取下列加强措施: 1对单根配置的预应力钢筋,其端部宜设置长度不小于150mm且不少于4圈的螺旋筋;当有可靠经验时,亦可利用支座垫板上的插筋代替螺旋筋,但插筋数量不应少于4根,其长度不宜小于120mm; 2对分散布置的多根预应力钢筋,在构件端部10d(d为预应力钢筋的公称直径)范围内应设置3-5片与预应力钢筋垂直的钢筋网; 3对采用预应力钢丝配筋的薄板,在板端100mm范围内应适当加密横向钢筋。
第9.6.4条 对槽形板类构件,应在构件端部100mm范围内沿构件板面设置附加横向钢筋,其数量不应少于2根。 对预制肋形板,宜设置加强其整体性和横向钢度的横肋。端横肋的受力钢筋应弯入纵肋内。当采用先张长线法生产有端横肋的预应力混凝土肋形板时,应在设计和制作上采取防止放张预应力时端横肋产生裂缝的有效措施。
第9.6.5条 在预应力混凝土屋面梁、吊车梁等构件靠近支座的斜向主拉应力较大部位,宜将一部分预应力钢筋弯起。
第9.6.6条 对预应力钢筋在构件端部全部弯起的受弯构件或直线配筋的先张法构件,当构件端部与下部支承结构焊接时,应考虑混凝土收缩、徐变及温度变化所产生的不利影响,宜在构件端部可能产生裂缝的部位设置足够的非预应力纵向构造钢筋。